افتح القائمة الرئيسية

شدة المجال المغناطيسي

شدة المجال المغناطيسي (بالإنجليزية magnetic field strength) هي قوة المجال المغناطيسي الموزع في كل نقطة في المكان في اتجاه معين منتظم .[1][2][3]يرمز لها بالرمز H . وهي ترتبط بخاصية المادة بالمعادلة :

حيث B كثافة الفيض المغناطيسي.

و

هي نفاذية المادة للمجال المغناطيسي.

في حالة الفراغ أو الهواء يمكن وضع = 1 وبالتالي تصبح في تلك الحالتين فقط ، أما مع المواد الأخرى فيجب أخذ نفاذيتها للمجال المغناطيسي في الحسبان . فمثلا للحديد تكون كبيرة تصل إلى 10.000 أو أكثر بحسب نوع الحديد ، هذا الرقم يعبر عن نفاذية الحديد للمغناطيسية بالنسبة إلى نفاذية الفراغ .

وحدة شدة المجال المغناطيسي هي أمبير/متر:

أشكال مختلفة للموصلعدل

السلك المستقيمعدل

تنشأ خطوط مجال (حقل) مغناطيسي حول سلك يمر فيه تيار كهربائي وتكون متساوية الشدة عبر طول السلك . فإذا كانت H هي شدة المجال المغناطيسي حول السلك وتبعد عن السلك المسافة r ، فتكون I شدة التيار المستمر في السلك ، وتكون r نصف قطر دوائر الخطوط المغناطيسية حول السلك ،وتبلغ شدة المجال المغناطيسي باعتبار مادة السلك منتظمة النفاذية المغناطيسية، تنطبق المعادلة :

 

مثال عدديعدل

إذا كانت r المسافة إلى السلك تبلغ 5 سنتيمتر ، ويمر في السلك تيار مستمر I مقداره 50 A ,فتكون شدة المجال المغناطيسي :

 

تيار يمر في سلك حلقيعدل

إذا كان السلك في شكل حلقة واحدة دائرية ونصف قطرها r ويمر فيها تيار I , فتبلغ شدة المجال المغناطيسي داخل الحلقة على مسافة x من مركز الحلقة:

 

لولب أسطوانيعدل

 
ملف اسطواني.
 
المجال المغناطيسي في لولب اسطواني (في مقطع ). لفات اللولب معلمة بالإشارة „ד (اتجاه التيار يدخل الصفحة) والعلامة „·“ (التيار يخرج من الصفحة) .

إذا كان طول اللولب l و قطره D و N عدد اللفات و كانت شدة التيار]] المارة في اللولب ت, فإننا نقيس شدة المجال المغناطيسي H طبقا للمعادلة:

 

فإذا كان اللولب طويلا بحيث يزيد طوله كثيرا عن قطره (في حالة اللولب القصير توجد معادلة تقريبية ) فيمكن تبسيط المعادلة اعلاه على الصورة:

 

يسمى حاصل الضرب I · N "عدد الأمبير واللفات " أو "الجهد المغناطيسي " Um ، ويرمز له أحيانا بالرمز Θ.

عند طرفي الملف تكون قيمة H قيمتها عند وسط الملف ، أما داخل الملف فتكون شدة المجال المغناطيسي H متساوية ومنتظمة وتقريبا لا تعتمد على البعد من المحور المركزي للملف . اختلافات شدة المجال المغناطيسي تظهر فقط عن طرفي الملف .

ملف هلمهولتزعدل

 
لولب هلمهولتز

يتكون ملف هلمهولتز من لولبين في لكل منهما عدد N من لفات السلك والمسافة بينهما قصيرة ، فتنشأ بين الملفين منطقة كبيرة يكون فيها شة المجال المغناطيسي تكاد تكون متساوية . لملف هلمهولتز تنطبق المعادلة:

 

العلاقة بين شدة المجال المغناطيسي و كثافة الفيض المغناطيسيعدل

من المعادلات المادية للإلكتروديناميكا نجد العلاقة بين شدة المجال المغناطيسي H و كثافة الفيض المغناطيسي B ، وتكتب المعادلة في صيغة متجهات:

 

حيث μ النفاذية المغناطيسية عند نقطة المشاهدة .

تنتج العلاقة

 

من معادلات ماكسويل . وتعبر J عن شدة التيار ، ويعطي الشق الثاني في المعادلة تغير تيار الإزاحة الكهربائية D . وفي حالة السكون حيث لا يحدث تغير مع الزمن يختفي الشق الثاني من حاصل الجمع ، وينطبق :

 

وهي تدل على أن خطوط المجال المغناطيسي تكون دورانية حول الموصل المستقيم.

اقرأ أيضاعدل

مراجععدل

  1. ^ "معلومات عن شدة المجال المغناطيسي على موقع bigenc.ru". bigenc.ru. 
  2. ^ "معلومات عن شدة المجال المغناطيسي على موقع britannica.com". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2016. 
  3. ^ "معلومات عن شدة المجال المغناطيسي على موقع d-nb.info". d-nb.info.